專利名稱：數(shù)控可控硅磁鐵控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制電磁鐵載荷的裝置。
已有的變壓器型電磁鐵控制器主要存在用電效率比較低，輸出電壓、電流不能按需要進(jìn)行調(diào)節(jié)以及強(qiáng)弱勵(lì)磁通過(guò)接觸器實(shí)現(xiàn)間斷轉(zhuǎn)換等不足，同時(shí)這種控制器不具有缺相、過(guò)載保護(hù)和故障檢測(cè)功能，且體積大，造價(jià)高。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)高精度觸發(fā)控制，并且功能齊全、安全可靠的數(shù)控可控硅電磁鐵控制器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是數(shù)控可控硅電磁鐵控制器包括主回路、控制回路以及可控硅觸發(fā)控制電路即主控器，其特殊之處在于主控器是由同步觸發(fā)信號(hào)變換電路、門(mén)控電路、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器選通電路、觸發(fā)脈沖形成電路、觸發(fā)信號(hào)輸出電路、邏輯時(shí)序控制電路、時(shí)鐘頻率發(fā)生器、控制信號(hào)輸出電路組成。同步觸發(fā)信號(hào)變換電路的輸出端分別與一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的門(mén)控電路的一輸入端相連接，門(mén)控電路的另一輸入端均連接在邏輯時(shí)序控制電路的一控制輸出端上，各門(mén)控電路的輸出端與對(duì)應(yīng)設(shè)置的計(jì)數(shù)器輸入端相連接，各計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的觸發(fā)脈沖形成電路、觸發(fā)信號(hào)輸出電路分別送至相對(duì)應(yīng)的主回路可控硅的控制極，同時(shí)各計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)還作為與其相對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器選通電路的一輸入信號(hào)送至計(jì)數(shù)器選通電路的一輸入端，另一輸入端均由時(shí)鐘頻率發(fā)生器提供輸入信號(hào)，計(jì)數(shù)器選通電路的輸出端與對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端相連接，邏輯時(shí)序控制電路的輸出端與控制信號(hào)輸出電路的輸入端相連接。
本實(shí)用新型還包括相序檢測(cè)電路，它從同步信號(hào)變換電路的輸出端取比較信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算后送入邏輯時(shí)序控制電路，其中一比較信號(hào)經(jīng)由電容C37、電阻R57和反相器U12E組成的脈沖延時(shí)觸發(fā)電路和二極管D4送入三極管N13的基極，另外二路比較信號(hào)分別經(jīng)二極管D5、D6送至三極管N13的基極，三極管的發(fā)射極與指示燈相連，同時(shí)還經(jīng)三極管N14、反相器U12F、二極管D42與邏輯時(shí)序控制電路相連通接。
本實(shí)用新型還包括過(guò)載保護(hù)電路，它由連接在由達(dá)林頓直流放大器構(gòu)成的控制信號(hào)輸出電路上的三極管和電阻構(gòu)成，在控制信號(hào)輸出電路上形成電流直通負(fù)反饋保護(hù)電路，以實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
本實(shí)用新型主回路上的可控硅整流電路是由六個(gè)可控硅構(gòu)成的三相全波整流電路。
三相同步觸發(fā)信號(hào)變換電路對(duì)稱輸出六個(gè)與電網(wǎng)同相同步的正反方波觸發(fā)信號(hào)，分別送入由六個(gè)與非門(mén)構(gòu)成的六路門(mén)控電路的輸入端，六路門(mén)控電路的另一輸入端均與邏輯時(shí)序控制電路的輸出端相連接，六路門(mén)控電路的輸出端分別與六個(gè)計(jì)數(shù)器相連接，每一計(jì)數(shù)器的輸出端則與對(duì)應(yīng)設(shè)置的由電阻、電容和反相器構(gòu)成的觸發(fā)脈沖形成電路和由或門(mén)電路構(gòu)成的計(jì)數(shù)器選通電路一輸入端相連接，六路計(jì)數(shù)器選通電路的另一輸入端均與時(shí)鐘頻率發(fā)生器的輸出端相連接，六路計(jì)數(shù)器選通電路的輸出端分別與對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端相連接，六路觸發(fā)脈沖形成電路輸出端分別與對(duì)應(yīng)設(shè)置的六路觸發(fā)信號(hào)輸出電路的輸入端相連接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)1、可控硅的觸發(fā)采用數(shù)字控制觸發(fā)方式，使全波整流的六路聯(lián)控延時(shí)觸發(fā)精度達(dá)到四十萬(wàn)分之一秒，保證了三相可控硅全波整流電路在大電流、高反向感應(yīng)電壓下能穩(wěn)定可靠地工作，其輸出波形非常穩(wěn)定。
2、采用邏輯時(shí)序控制，其運(yùn)行時(shí)序可靠，能自動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)磁與正常勵(lì)磁的轉(zhuǎn)換，不但能增強(qiáng)電磁鐵的吸力，還能減少電耗。
3、控制器能自動(dòng)進(jìn)行相序檢測(cè)、故障顯示及自動(dòng)停機(jī)保護(hù)，還具有過(guò)載保護(hù)功能。
4、控制器電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，調(diào)節(jié)方便，用電效率達(dá)到95％以上，節(jié)省電能。
5、控制器體積小，重量輕，造價(jià)低。


圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型主控器的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型工作過(guò)程流程圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述如圖1所示，本實(shí)用新型主要由主回路(1)、控制回路(2)和主控器(3)即可控硅觸發(fā)控制電路構(gòu)成。主回路由控制開(kāi)關(guān)K1、可控硅S1-S6組成的全波橋式整流電路、連接在電磁鐵兩端用于構(gòu)成電磁鐵正向勵(lì)磁電通路的接觸器G的二個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)G1、G2、連接在電磁鐵兩端的用于構(gòu)成電磁鐵反向勵(lì)磁電路的接觸器Q的二個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)Q1、Q2以及由二極管D4、D5和電阻R9組成的電磁鐵放電回路構(gòu)成?？刂苹芈酚啥O管整流電路、串接在整流電路輸出端上由控制正向勵(lì)磁電通路的繼電器J1的常開(kāi)觸點(diǎn)、接觸器Q的常閉觸點(diǎn)Q3和接觸器G的線圈構(gòu)成的正向勵(lì)磁控制回路以及串接在整流電路輸出端上由控制反向勵(lì)磁電通路的繼電器J2的常開(kāi)觸點(diǎn)、接觸器G的常閉觸點(diǎn)G3和接觸器Q的線圈構(gòu)成的反向勵(lì)磁控制回路組成。
如圖2所示，主控器即可控硅觸發(fā)控制電路主要由同步觸發(fā)信號(hào)變換電路(4)、門(mén)控電路(5)、計(jì)數(shù)器(6)、計(jì)數(shù)器選通電路(7)、觸發(fā)脈沖形成電路(8)、觸發(fā)信號(hào)輸出電路(9)、邏輯時(shí)序控制電路(10)、時(shí)鐘頻率發(fā)生器(11)、控制信號(hào)輸出電路(12)、相序檢測(cè)電路(13)和過(guò)載保護(hù)電路(14)組成。同步觸發(fā)信號(hào)變換電路是與三相電源對(duì)應(yīng)設(shè)置的A.B.C三相同步觸發(fā)信號(hào)變換電路。由于電路結(jié)構(gòu)均相同，這里以A相舉例說(shuō)明。A相同步觸發(fā)信號(hào)變換電路輸入端輸入正弦波相電壓經(jīng)電阻R1、R2降壓后，由二極管D1提供正相半波經(jīng)穩(wěn)壓管Z1鉗位于6伏方波，再經(jīng)由電阻R3、R4和40106反相器U16A、U16B整形倒相后，在Z1、Z4輸出端獲得對(duì)稱且與電網(wǎng)同相同步的正反方波控制信號(hào)。B相輸出端為Z3、Z6,C相輸出端為Z5、Z2。六個(gè)輸出端分別為六路門(mén)控電路提供輸入信號(hào)。門(mén)控電路是由4093與非門(mén)U1A構(gòu)成，各門(mén)控電路的一輸入端分別與對(duì)應(yīng)設(shè)置的同步觸發(fā)信號(hào)變換電路的輸出端連接，另一輸入端則與邏輯時(shí)序控制電路的輸出端R相連接，輸出端則分別與對(duì)應(yīng)設(shè)置的4060計(jì)數(shù)器U3相連接，計(jì)數(shù)器的CLK端與對(duì)應(yīng)設(shè)置的計(jì)數(shù)器選通電路的輸出端相連，計(jì)數(shù)器的輸出端與對(duì)應(yīng)設(shè)置的計(jì)數(shù)器選通電路的輸入端和觸發(fā)脈沖形成電路的輸入端相連接。計(jì)數(shù)器選通電路由4071或門(mén)電路U9A構(gòu)成，其另一輸入端與時(shí)鐘頻率發(fā)生器的輸出端CP相連接。觸發(fā)脈沖形成電路由電阻R14、電容C12、4050反相器U11A構(gòu)成。與六路觸發(fā)脈沖形成電路對(duì)應(yīng)設(shè)置的六路觸發(fā)信號(hào)輸出電路由二極管D13、D14、電阻R13、三極管N1、變壓器B1和整流濾波電路構(gòu)成。其中第一路觸發(fā)信號(hào)輸出電路的輸出端17、18與可控硅S1的控制極相連接。其它各路的輸出端依次對(duì)應(yīng)與可控硅的控制極相連接，見(jiàn)圖號(hào)。上述各電路部件的標(biāo)號(hào)均為其中一路部件的標(biāo)號(hào)。
相序檢測(cè)電路的一輸入端與A相同步觸發(fā)信號(hào)變換電路的輸出端Z1相連接，由其提供A正相同步方波比較信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)電容C37、電阻R57、40106反相器U12E組成脈沖延時(shí)觸發(fā)電路，在二極管D4的負(fù)端得到一定脈寬的正脈沖，相序檢測(cè)電路的另外二個(gè)輸入端的比較信號(hào)取自B、C相同步觸發(fā)信號(hào)變換電路Z3、Z2輸出端，三路比較信號(hào)分別經(jīng)二極管D4、D5、D6進(jìn)行與運(yùn)算后送入三極管N13的基極，通過(guò)三極管N13的電流放大，電容C38構(gòu)成的積分電路送給發(fā)光二極管E1，使其發(fā)光顯示相序正常。同時(shí)該信號(hào)還將通過(guò)三極管N14、40106反相器U12F和二極管D42送至邏輯時(shí)序控制電路與非門(mén)U2C的9腳，如果任一相序錯(cuò)誤，三極管的基極則得不到控制信號(hào)，從而發(fā)光二極管不發(fā)光，相序檢測(cè)電路沒(méi)有輸出，邏輯時(shí)序控制電路不能輸出觸發(fā)信號(hào)至門(mén)控電路。
控制信號(hào)輸出電路包括使繼電器J1工作的勵(lì)磁控制信號(hào)輸出電路和使繼電器J2工作的逆磁控制信號(hào)輸出電路二部分。二個(gè)電路結(jié)構(gòu)相同，均由二個(gè)三極管N8、N9組成的達(dá)林頓直流放大器構(gòu)成。其勵(lì)磁控制信號(hào)輸出電路的輸入端連接在邏輯時(shí)序控制電路的輸出線J1上，逆磁控制信號(hào)輸出電路的輸入端經(jīng)二極管D44與邏輯時(shí)序控制電路的輸出端MR相連按，同時(shí)該輸入端還經(jīng)電阻R53與邏輯時(shí)序控制電路的輸出端J2相連接。在二輸出電路上均連接有過(guò)載保護(hù)電路，它由電阻R50和三極管N7組成，形成達(dá)林頓直流放大器的負(fù)反饋電路，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
時(shí)鐘頻率發(fā)生器包括兩種頻率發(fā)生器，其中一個(gè)頻率發(fā)生器由二個(gè)4097施密特觸發(fā)器U15C、U15A和電阻R39、R40、R41組成高頻振蕩器，其強(qiáng)激磁電流由電位器W1調(diào)節(jié)，輸入端與4541集成延時(shí)控制器U14輸出端Q相連接，輸出端CP與計(jì)數(shù)器選通電路相連接。另一個(gè)頻率發(fā)生器由4093施密特觸發(fā)器U15B和電阻R42、R43、R44構(gòu)成，其正常工作電流由電位器W2調(diào)節(jié)，輸入端與4541集成延時(shí)電路U14輸出端Q相連接，輸出端CP與計(jì)數(shù)器選通電路相連接。
邏輯時(shí)序控制電路包括邏輯和時(shí)序控制兩部分。其中邏輯控制部分是由4093與非門(mén)電路U15D、4071或門(mén)電路U10D、U10C和與非門(mén)U2C、U2D組成，時(shí)序控制部分是由40106反相器U12D、U12C、U12A、U12B以及4541集成延時(shí)電路U17、U13、U14連接構(gòu)成。邏輯電路部分的輸入端接運(yùn)行開(kāi)關(guān)K6和試驗(yàn)開(kāi)關(guān)K5，其或門(mén)U10D的輸入端12腳與逆磁時(shí)間延時(shí)電路的輸出端Q相連接，U10D的輸入端13腳經(jīng)二極管D12與反相器U12D的輸出端8腳相連接，與非門(mén)U2C的輸入端9腳分別經(jīng)二極管D43、D42與集成延時(shí)電路U17的輸出端Q和相序檢測(cè)電路的輸出端相連接?；蜷T(mén)U10C的輸出端10腳經(jīng)電容C24與時(shí)序控制部分的反相器U12A的輸入端相連接，同時(shí)還與勵(lì)磁控制信號(hào)輸出電路的輸入端、強(qiáng)磁時(shí)間延時(shí)電路U14的輸入端相連接。強(qiáng)磁時(shí)間由電位器W3調(diào)節(jié)。反相器V12B的輸出端4腳與逆磁時(shí)間延時(shí)電路U13的輸入端MR腳相連接，逆磁時(shí)間延時(shí)電路U13的輸出端Q腳還與反相器V12C的輸入端相連接，逆磁時(shí)間由電位器W4調(diào)節(jié)。強(qiáng)磁時(shí)間延時(shí)電路的輸出端Q分別與輸出正常頻率和輸出高頻的時(shí)鐘頻率發(fā)生器的輸入端相連接。由上述邏輯時(shí)序控制電路完成邏輯控制和時(shí)序控制。本實(shí)用新型的工作過(guò)程見(jiàn)圖3。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控可控硅電磁鐵控制器，包括主回路、控制回路以及可控硅觸發(fā)控制電路即主控器，其特征在于主控器是由同步觸發(fā)信號(hào)變換電路、門(mén)控電路、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器選通電路、觸發(fā)脈沖形成電路、觸發(fā)信號(hào)輸出電路、邏輯時(shí)序控制電路、時(shí)鐘頻率發(fā)生器、控制信號(hào)輸出電路組成。同步觸發(fā)信號(hào)變換電路的輸出端分別與一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的門(mén)控電路的一輸入端相連接，門(mén)控電路的另一輸入端均連接在邏輯時(shí)序控制電路的一控制輸出端上，各門(mén)控電路的輸出端與對(duì)應(yīng)設(shè)置的計(jì)數(shù)器輸入端相連接，各計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的觸發(fā)脈沖形成電路、觸發(fā)信號(hào)輸出電路分別送至相對(duì)應(yīng)的主回路可控硅的控制極，同時(shí)各計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)還作為與其相對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器選通電路的一輸入信號(hào)送至計(jì)數(shù)器選通電路的一輸入端，另一輸入端均由時(shí)鐘頻率發(fā)生器提供輸入信號(hào)，計(jì)數(shù)器選通電路的輸出端與對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端相連接，邏輯時(shí)序控制電路的輸出端與控制信號(hào)輸出電路的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控可控硅電磁鐵控制器，其特征在于還包括相序檢測(cè)電路，它從同步信號(hào)變換電路的輸出端取比較信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算后送入邏輯時(shí)序控制電路，其中一比較信號(hào)經(jīng)由電容C37、電阻R57和反相器U12E組成的脈沖延時(shí)觸發(fā)電路和二極管D4送入三極管N13的基極，另外二路比較信號(hào)分別經(jīng)二極管D5、D6送至三極管N13的基極，三極管的發(fā)射極與指示燈相連，同時(shí)還經(jīng)三極管N14、反相器U12F、二極管D42與邏輯時(shí)序控制電路相連通接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控可控硅電磁鐵控制器，其特征在于還包括過(guò)載保護(hù)電路，它由連接在由達(dá)林頓直流放大器構(gòu)成的控制信號(hào)輸出電路上的三極管和電阻構(gòu)成，在該電路上形成電流直通負(fù)反饋保護(hù)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所速的數(shù)控可控硅電磁鐵控制器，其特征在于主回路上的可控硅整流電路是由六個(gè)可控硅構(gòu)成的三相全波整流電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所速的數(shù)控可控硅電磁鐵控制器，其特征在于三相同步觸發(fā)信號(hào)變換電路對(duì)稱輸出六個(gè)與電網(wǎng)同相同步的正反方波觸發(fā)信號(hào)，分別送入由六個(gè)與非門(mén)構(gòu)成的六路門(mén)控電路的輸入端，六路門(mén)控電路的另一輸入端均與邏輯時(shí)序控制電路的輸出端相連接，六路門(mén)控電路的輸出端分別與六個(gè)計(jì)數(shù)器相連接，每一計(jì)數(shù)器的輸出端則與對(duì)應(yīng)設(shè)置的由電阻、電容和反相器構(gòu)成的觸發(fā)脈沖形成電路和由或門(mén)電路構(gòu)成的計(jì)數(shù)器選通電路一輸入端相連接，六路計(jì)數(shù)器選通電路的另一輸入端均與時(shí)鐘頻率發(fā)生器的輸出端相連接，六路計(jì)數(shù)器選通電路的輸出端分別與對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端相連接，六路觸發(fā)脈沖形成電路輸出端分別與對(duì)應(yīng)設(shè)置的六路觸發(fā)信號(hào)輸出的輸入端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種控制電磁鐵載荷的裝置,包括主回路、控制回路以及可控硅觸發(fā)控制電路即主控器,主控器是由同步觸發(fā)信號(hào)變換電路、門(mén)控電路、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器選通電路、觸發(fā)脈沖形成電路、觸發(fā)信號(hào)輸出電路、邏輯時(shí)序控制電路、時(shí)鐘頻率發(fā)生器、控制信號(hào)輸出電路、相序檢測(cè)電路、過(guò)載保護(hù)電路組成。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是觸發(fā)精度高,運(yùn)行時(shí)序可靠,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,節(jié)省電能。
文檔編號(hào)H01F7/08GK2332042SQ9723075
公開(kāi)日1999年8月4日 申請(qǐng)日期1997年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月30日
發(fā)明者董峰 申請(qǐng)人:大連港務(wù)局